專利名稱：連續(xù)化生產(chǎn)水合肼工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生產(chǎn)水合胼工藝，主要是一種連續(xù)化生產(chǎn)水合胼工藝。
背景技術(shù)：
水合胼又名水合聯(lián)氨，是胼的一水化合物(N2H4 · H20)，外觀為無色透明液體，能與水、醇任意混合，不溶于乙醚和氯仿。水合胼是一種重要的精細化工中間體，廣泛應(yīng)用于合成農(nóng)藥、醫(yī)藥、水處理、發(fā)泡劑、引發(fā)劑和固化劑等，開發(fā)利用前景廣闊。水合胼的生產(chǎn)方法有拉西法、尿素法、酮連氮法、雙氧水法、空氣氧化法。拉西法環(huán)境污染嚴重，設(shè)備投資大，產(chǎn)品收率低，在國外已經(jīng)基本上被淘汰。尿素法能耗和物耗高，生產(chǎn)的粗胼中含有大量的氯化鈉、碳酸鈉及氫氧化鈉等雜質(zhì)，環(huán)保壓力比較大。酮連氮法明顯優(yōu)于尿素法，其合成收率接近理論值，能耗約為尿素法的1/3。雙氧水法是酮連氮法的改進， 即采用雙氧水替代次氯酸鈉作為氧化劑，從而避免了次氯酸鈉作為氧化劑帶來的副產(chǎn)大量鹽的問題，是一種清潔生產(chǎn)工藝，目前國外重要的水合胼生產(chǎn)商多采用此法。國內(nèi)大部分生產(chǎn)ADC發(fā)泡劑的廠家大多采用尿素法生產(chǎn)水合胼，其反應(yīng)機理為H2NC0NH2+NaC10+2Na0H — N2H4 · H20+NaCl+Na2C03主要副反應(yīng)①次氯酸鈉受熱分解
加執(zhí)
2NaC10 ^· 2 NaCl+02②次氯酸鈉過量N2H4+2NaC10 — N2+2H20+2NaCl③尿素水解H2NC0NH2+2Na0H — 2NH3+Na2C03水合胼的產(chǎn)率直接關(guān)系到ADC發(fā)泡劑產(chǎn)品的產(chǎn)率，有效提高ADC發(fā)泡劑的產(chǎn)率， 不僅能降低能耗，提高原料利用率，更加能降低生產(chǎn)成本。因此提高水合胼得率一直是ADC 得率的關(guān)鍵，也是制約其生產(chǎn)工藝發(fā)展的瓶頸之一。國內(nèi)采用尿素法生產(chǎn)，是將尿素、次氯酸鈉和催化劑氫氧化鈉同時投入反應(yīng)釜中進行反應(yīng)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，次氯酸鈉在升溫過程中會分解放出活性氧，而水合胼是強還原劑，可與活性氧發(fā)生氧化還原反應(yīng)；同時尿素也會和氫氧化鈉發(fā)生副反應(yīng)生成氨氣，采用一次投料生產(chǎn)水合胼得到的水合胼含量最高為 75%左右，而ADC產(chǎn)品的得率僅為66%左右。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是要克服上述技術(shù)的不足，而提供一種連續(xù)化生產(chǎn)水合胼工藝。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案本發(fā)明提供一種連續(xù)化生產(chǎn)水合胼工藝，該工藝的具體步驟如下(1)、首先稱量一定質(zhì)量的尿素，加水，配制成300g/L的尿素溶液；向質(zhì)量百分比濃度為25%氫氧化鈉溶液中通入氯氣，制成有效氯濃度為120g/L，游離堿濃度150-160g/L 的次氯酸鈉溶液；O)、打開靜態(tài)混合器的冷凍鹽水進出口 ；將尿素溶液和次氯酸鈉溶液，按照尿素次氯酸鈉氫氧化鈉=1. 1-1. 2:1:2. 1-2. 2的質(zhì)量比例，緩慢加入到靜態(tài)混合器中，并不斷攪拌，保持混合器溫度在20°C以下；反應(yīng)時間為30-60min，確保低溫氧化反應(yīng)的充分進行；(3)、待氧化反應(yīng)完成后，打開靜態(tài)反應(yīng)器出口，使物料進入反應(yīng)釜中，快速對反應(yīng)釜進行升溫，反應(yīng)釜升溫至125°C后，物料出釜。作為優(yōu)選，采用靜態(tài)混合器使尿素與次氯酸鈉發(fā)生充分氧化反應(yīng)，選用的靜態(tài)混合器采用兩級或者多級。本發(fā)明有益的效果是該工藝采用兩步法進行反應(yīng)，即第一步尿素和次氯酸鈉進行低溫充分氧化反應(yīng)，具體是采用兩個或者更多帶有冷凍鹽水夾套的靜態(tài)混合器，使物料在低溫下充分混合，確保氧化反應(yīng)的充分進行，第二步是第一步的產(chǎn)物在氫氧化鈉的作用下高溫快速反應(yīng)，發(fā)生霍夫曼重排，生成水合胼。該方法工藝簡單，可實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，只需增加靜態(tài)混合器的數(shù)量，投資小，得到的水合胼含量為85%以上。


圖1為連續(xù)化生產(chǎn)水合胼的流程圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合舉例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的舉例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明所述的連續(xù)化生產(chǎn)水合胼工藝，具體步驟如下(1)、首先稱量一定質(zhì)量的尿素，加水，配制成300g/L的尿素溶液；向質(zhì)量百分比濃度為25%氫氧化鈉溶液中通入氯氣，制成有效氯濃度為120g/L，游離堿濃度150-160g/L 的次氯酸鈉溶液；O)、打開靜態(tài)混合器的冷凍鹽水進出口 ；將尿素溶液和次氯酸鈉溶液，按照尿素次氯酸鈉氫氧化鈉=1. 1-1. 2:1:2. 1-2. 2的質(zhì)量比例，緩慢加入到靜態(tài)混合器中，并不斷攪拌，保持混合器溫度在20°C以下；反應(yīng)時間為30-60min，確保低溫氧化反應(yīng)的充分進行；(3)、待氧化反應(yīng)完成后，打開靜態(tài)反應(yīng)器出口，使物料進入反應(yīng)釜中，快速對反應(yīng)釜進行升溫，反應(yīng)釜升溫至125°C后，物料出釜。本發(fā)明采用分步法生產(chǎn)水合胼，目的是避免水合胼與次氯酸鈉或次氯酸鈉經(jīng)高溫分解產(chǎn)生的活性氧發(fā)生氧化，造成水合胼的產(chǎn)率下降。第一步反應(yīng)的產(chǎn)物在升溫過程中，與氫氧化鈉進行霍夫曼重排，生成水合胼，第一步反應(yīng)的產(chǎn)物與氫氧化鈉的霍夫曼重排反應(yīng)是在升溫并且快速完成的，溫度升至125°C立即出料。采用靜態(tài)混合器首先使尿素與次氯酸鈉發(fā)生充分氧化反應(yīng)，選用的靜態(tài)混合器可采用兩級或者多級；由于尿素和次氯酸鈉發(fā)生氧化反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)，因此反應(yīng)過程中，要通冷凍鹽水進行降溫，溫度保持在20°C以下；尿素與次氯酸鈉的氧化反應(yīng)時間為 30-60min,目的是保證氧化反應(yīng)的充分進行，防止后續(xù)升溫造成未反應(yīng)的次氯酸鈉發(fā)生分解放出活性氧，氧化生成的水合胼，造成水合胼的產(chǎn)率下降；同時避免尿素與氫氧化鈉發(fā)生水解反應(yīng)，造成水合胼的產(chǎn)率下降。實施例1
首先，將濃度為25%氫氧化鈉溶液中，通入氯氣，制備成有效氯濃度為120g/L，游離堿濃度為150-160g/L的次氯酸鈉溶液，稱取5kg尿素加入17L水配制成溶液，，并開啟靜態(tài)混合器的冷凍鹽水進出口，保持恒溫20°C。經(jīng)尿素和次氯酸鈉加入反應(yīng)器中，不斷攪拌， 30min后，將反應(yīng)器的出口打開，使物料進入反應(yīng)釜中，迅速對反應(yīng)釜加熱，升溫至125°C， 物料出釜。經(jīng)檢測水合胼的得率為85%。實施例2首先，將濃度為25%氫氧化鈉溶液中，通入氯氣，制備成有效氯濃度為120g/L，游離堿濃度為150-160g/L的次氯酸鈉溶液，稱取5kg尿素加入17L水配制成溶液，，并開啟靜態(tài)混合器的冷凍鹽水進出口，保持恒溫20°C。經(jīng)尿素和次氯酸鈉加入反應(yīng)器中，不斷攪拌， 40min后，將反應(yīng)器的出口打開，使物料進入反應(yīng)釜中，迅速對反應(yīng)釜加熱，升溫至125°C， 物料出釜。經(jīng)檢測水合胼的得率為87%。實施例3首先，將濃度為25%的氫氧化鈉溶液中，通入氯氣，制備成有效氯濃度為120g/ L,游離堿濃度為150-160g/L的次氯酸鈉溶液，稱取5kg尿素加入17L水配制成溶液，，并開啟靜態(tài)混合器的冷凍鹽水進出口，保持恒溫20°C。經(jīng)尿素和次氯酸鈉加入反應(yīng)器中，不斷攪拌，60min后，將反應(yīng)器的出口打開，使物料進入反應(yīng)釜中，迅速對反應(yīng)釜加熱，升溫至 125°C，物料出釜。經(jīng)檢測水合胼的得率為90%?？梢岳斫獾氖?，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，對本發(fā)明的技術(shù)方案及發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)化生產(chǎn)水合胼工藝，其特征是該工藝的具體步驟如下(1)、首先稱量一定質(zhì)量的尿素，加水，配制成300g/L的尿素溶液；向質(zhì)量百分比濃度為25%氫氧化鈉溶液中通入氯氣，制成有效氯濃度為120g/L，游離堿濃度150-160g/L的次氯酸鈉溶液；O)、打開靜態(tài)混合器的冷凍鹽水進出口 ；將尿素溶液和次氯酸鈉溶液，按照尿素次氯酸鈉氫氧化鈉=1. 1-1. 2:1:2. 1-2. 2的質(zhì)量比例，緩慢加入到靜態(tài)混合器中，并不斷攪拌，保持混合器溫度在20°C以下；反應(yīng)時間為30-60min，確保低溫氧化反應(yīng)的充分進行；(3)、待氧化反應(yīng)完成后，打開靜態(tài)反應(yīng)器出口，使物料進入反應(yīng)釜中，快速對反應(yīng)釜進行升溫，反應(yīng)釜升溫至125°C后，物料出釜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)化生產(chǎn)水合胼工藝，其特征是采用靜態(tài)混合器使尿素與次氯酸鈉發(fā)生充分氧化反應(yīng)，選用的靜態(tài)混合器采用兩級或者多級。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種連續(xù)化生產(chǎn)水合肼工藝，該工藝采用兩步法進行反應(yīng)，即第一步尿素和次氯酸鈉進行低溫充分氧化反應(yīng)，具體是采用兩個或者更多帶有冷凍鹽水夾套的靜態(tài)混合器，使物料在低溫下充分混合，確保氧化反應(yīng)的充分進行，第二步是第一步的產(chǎn)物在氫氧化鈉的作用下高溫快速反應(yīng)，發(fā)生霍夫曼重排，生成水合肼。本發(fā)明有益的效果該方法工藝簡單可實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，只需增加靜態(tài)混合器的數(shù)量，投資小，得到的水合肼含量為85％以上。
文檔編號C01B21/16GK102153056SQ20111003988
公開日2011年8月17日 申請日期2011年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月15日
發(fā)明者董梅, 陳海賢 申請人:杭州海虹精細化工有限公司